物理化学,徐度建,1007032131,Ti02的光催化

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Ti0,2,的光催化,徐度建,10,化二,1007032131,Fe,、,N,共掺杂,TiO_2,纳米管阵列的制备及可见光光催化活性,吴奇,苏钰丰,孙岚,王梦晔,王莹莹,林昌健,物理化学学报,CAS,CSCD,2012,年第,3,期,磁性纳米,TiO2/Fe3O4,的制备及光催化去除甲基紫的研究,代先祥,陈洪,何海建,张云松,王仁国,四川师范大学学报：自然科学版,CAS,CSCD,2011,年第,6,期,液相色谱固定相二氧化钛（,TiO2,）微球的制备与研究,周艳,黄鹤勇,刘海龙,冯玉英,南京师大学报：自然科学版,CAS,CSCD,2011,年第,4,期,TiO2,纳米光催化剂的低温制备及其性能,李慧泉,张颖,崔玉民,张文保,石油化工,CAS,CSCD,2011,年第,4,期,溶胶,-,凝胶法制备改性,TiO2,纳米薄膜及其防腐蚀性能,朱燕峰,张娟,张义永,丁敏,漆海清,杜荣归,林昌健,物理化学学报,CAS,CSCD,2012,年第,2,期,负载有,Ag,纳米粒子的,TiO_2,准一维复合材料制备及其,SERS,效应,董立雅,嵇天浩,韩鹏,孙宝国,：,化工学报,EI,CAS,CSCD,2012,年第,2,期,纳米,TiO_2/,海泡石复合粉体的制备及光催化性能研究贺洋,;,郑水林,;,沈红玲,中国矿业大学化学与环境工程学院,非金属矿,制备方法：,空心介孔,WO_3,球的制备及光催化性能刘柏雄,;,王金淑,;,李洪义,;,吴俊书,;,李志飞 北京工业大学材料科学与工程学院,;,江西理工大学工程研究院,无机化学学报,注意它的仪器分析,光催化性能,:,禁带示意图,为什么要研究？,Ti02,1,）有什么原因,2,）有什么问题,3,）解决了多少,4),还有什么问题,纳米,Ti0,2,是一种广泛研究和应用的半导体材料，在一定波长光量子的激发下，会在纳米晶表面形成电子空穴，空穴与纳米晶表面的,H,2,0,作用，生成强氧化性的氢氧自由基,-0H,，电子与吸附在,Ti0,2,纳米晶表面的,0,2,作用，生成强氧化性的负氧离子自由基,-0,2,-,。,光催化的锐钛型纳米的禁带宽度为，因此需要较高的能量（）进行激发；同时，激发产生的电子空穴对在晶体表面很容易复合而丧失光催化氧化性能，即光量子效率低下。,各纳米禁带大小,纳米晶，存在种晶型，即锐钛矿型,(3.2eV),、金红石型,(3.0eV),和板钛矿型，多数研究成果显示锐钛矿型具有较好的光催化活性。种晶型都是八面体结构，但与金红石和板钛矿型晶体点对点、边对边排列的不同，锐钛矿型晶体只存在边对边的排列，而且在以八面体晶相为单位组成的纳米晶格中，长、短边（指原子间形成的结合键）分别顺序排列，形成多中心网状散开分布，构造为具有较大规整空位的微晶结构，从而具备更开放的晶相结构和更高的对称性,八面体结构：,为什么是紫外光？,1.,2.,紫外光（,200400nm,）,在紫外光区，才有吸收。,而紫外光区只占太阳光的,5%,对室内可见光的利用率则更低,光催化光源及实验系统,（可见光）,科研上如何降低禁带宽度？,1.,参杂金属离子,2.,贵金属在表面沉积,3.,半导体复合,4.Ti02,表面的超强酸化,5.,表面光敏化,6.,半导体与粘土交联,我在这就解释两个问题：,1.,什么是,n,型半导体，,p,型半导体,2,光为什么能激发价电子跃迁,杂质半导体（,doped semiconductor,）,半导体的导电性可通过掺入微量的杂质而增强，这种半导体就称为,杂质半导体或非本征半导体,N,型半导体,英文名称：,N-type semiconductor,定义：,导电的电子密度超过流动的空穴密度的非本征半导体,多余电子进入导带而使导电性增强,N,型半导体,N,型半导体即自由电子浓度远大于,空穴,浓度的,杂质半导体,。,在纯净的硅晶体中掺入,族元素（如磷、砷、锑等），使之取代晶格中硅原子的位置，就形成了,N,型半导体,。这类杂质提供了带负电（,Negative,）的电子,载流子,，称他们为施主杂质或,n,型杂质。在,N,型半导体中，自由电子为多子，空穴为,少子,，主要靠自由电子导电，由于,N,型半导体中正电荷量与,负电荷,量相等，故,N,型半导体呈电中性。自由电子主要由杂质原子提供，空穴由热激发形成。掺入的杂质越多，多子（自由电子）的浓度就越高，导电性能就越强。,P,型半导体,英文名称：,P-type semiconductor,定义：,流动的空穴密度超过导电的电子密度的非本征半导体,P,型半导体,在纯净的硅,晶体,中掺入三价元素（如硼），使之取代晶格中硅原子的位置，就形成,P,型半导体,。在,P,型半导体中，空穴为多子，自由电子为,少子,，主要靠空穴导电。由于,P,型半导体中正电荷量与,负电荷,量相等，故,P,型半导体呈电中性。空穴主要由杂质原子提供，自由电子由热激发形成。掺入的杂质越多，多子（空穴）的浓度就越高，导电性能就越强。,纳米,TiO_2,光催化原理及其在环保领域的应用尹飞天津中医学院 天津,;,天津城市建设学院学报,纳米,Ti02,的光催化原理,当紫外光（,hv,=3.2eV,波长小于,388.5nm,的紫外光）照射到半导体,Ti02,微粒时，其价电子被激发跃迁到导带。同时在价带上产生相应的空穴，形成光生电子,-,空穴对。,半导体粒子中存在大量的缺陷和悬键（没有和周围的单电子成键的电子），能捕获电子和空穴并阻止电子和空穴的从新复合，使电子与空穴有效的分离并迁移到,TI02,颗粒表面的不同位置,光生空穴有很强的得电子能力，可吸附,TI02,颗粒表面的,0H,-,和,H,2,0,氧化成羟基自由基（,0H,）,.,某些有机物的氧化位能较,TI02,的价带电位更负一些，可直接被光生空穴氧化。,光生电子具有很强的还原能力，可将水中的溶解氧还原,反应中生成的超氧离子自由基（,0,2,-,）,氢过氧自由基（,H02,）和过氧化氢（,H202,）等物质，过氧化氢进一步氧化生成,0H,反应生成的各种自由基可将有机物直接氧化为,C02,和,H20,等无机小分子,谢谢,